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《物质反应》 强基训练
一．选择题
1．实验室用氢气还原mg氧化铜，当大部分固体变红时，停止加热，冷却后，称得残留固体的质量为ng，共用去H2质量wg，此时生成水的质量为（　　）
A． B． C． D．9w
2．工业上生产印刷线路板及废液处理的过程如图所示。下列分析错误的是（　　）
A．①中参加反应的氯化铁和铜的物质的质量之比为325：64
B．废液中含有两种溶质
C．②中铁粉过量
D．②中有化合反应发生
3．为测定镁铝合金（不含其它元素）中镁的质量分数。某同学设计了如下实验：称量ag镁铝合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。下列说法错误的是（　　）
A．实验结束后应再次称量剩余固体的质量 B．氧气要保证充足
C．可以用空气代替氧气进行实验 D．实验结束后固体质量大于ag
4．Fe、Mg、Al三种金属分别跟稀盐酸充分反应，得到相同质量的氢气，其原因是：①Fe、Mg、Al的质量相等，盐酸足量；②Fe、Mg、Al的质量比是56：24：27，盐酸足量；③Fe、Mg、Al的质量比是28：12：9，盐酸足量；④Fe、Mg、Al均为过量，所用盐酸的质量分数和质量都相同．你认为可能的原因是（　　）
A．③④ B．①② C．①③ D．②③
5．某溶液中可能含有以下离子中的若干种：Na+、、Ba2+、Cl﹣、、。现取两份200mL溶液进行如下实验：（1）第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68g；（2）第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是（　　）（已知铵根离子和氢氧根离子加热反应，可以生成氨气和水。）
A．一定不存在Ba2+和 B．溶液中的质量为1.2克
C．可能存在Na+ D．一定不存在Cl﹣
6．取一定质量的CO和CO2的混合气体，通入足量的Ba（OH）2溶液中，充分反应后过滤，发现生成的沉淀和所取的混合气体质量相等，则混合气体中，碳原子与氧原子的个数比为（　　）
A．1：1 B．1：2 C．28：44 D．181：209
7．在已调平的天平两端各放一个等质量的烧杯，向烧杯中各注入质量相等、溶质质量分数也相等的足量稀硫酸．在左边烧杯中投入一定质量的金属X粉末，同时在右边烧杯中投入与X等质量的金属Y粉末．观察到天平的指针先偏向左边，当两种金属完全溶解后，天平的指针偏向右边．则X、Y是下表组合中的（　　）
A B C D
X Mg Zn Zn Fe
Y Fe Mg Fe Zn
A．A B．B C．C D．D
8．有一包白色固体，可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种．取样溶于水，有白色沉淀产生；过滤后向沉淀中滴加盐酸，沉淀的量、产生气体的量与加入盐酸体积的关系如图所示．由此推断白色固体中（　　）
A．肯定只存在Na2CO3 B．可能存在Na2SO4
C．肯定不存在BaCl2 D．可能存在NaOH
9．在相同条件下，密闭容器中气体分子数与表现出来的压强成正比例关系。若将m克焦炭和n克O2同时放入一个密闭容器中，测得压强为P1。在一定条件下，当容器内物质充分发生反应后，恢复至原温度时，测得压强为P2。若P1＝P2时，则m与n应满足的关系式为（　　）
A．m≤n B．m≥n C．mn D．mn
10．已知：同温同压下，相同体积的任何气体所含的分子数都相同．常温下二氧化硫气体和硫化氢气体混合，发生反应生成硫（固态）和水（液态）．现将m个二氧化硫分子和n个硫化氢分子混合，若反应后气体的分子数是反应前的，则m与n的比值为（　　）
A．1：1 B．1：3 C．1：4 D．1：5
11．将稀硫酸加入CuO和Fe粉的混合物中进行反应，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中投入一枚铁钉，片刻后取出铁钉，发现无任何变化。根据上述现象确定下哪个结论是正确的（　　）
A．不溶物一定是Cu B．不溶物中一定含有Cu、Fe
C．滤液中一定含有FeSO4，但不一定含有CuSO4 D．滤液中一定含有FeSO4，一定不含有CuSO4
12．在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图象，分析图象得到以下结论中，正确的是（　　）
A．三种金属与酸反应的速率：Mg＞Na＞Zn B．三种金属的活动性顺序：Na＞Mg＞Zn
C．生成相同质量的氢气消耗金属的质量：Na＞Mg＝Zn
D．同质量的三种金属与足量的酸反应得到氢气的质量：Mg＞Na＞Zn
二．填空题
13．在天平的两个托盘上各放一个盛有等体积、等质量分数的稀硫酸的烧杯，调节天平使其平衡．然后在一个烧杯中加入a克铁粉，在另一个烧杯中加入b克镁粉，充分反应后，天平仍保持平衡．若已知每个烧杯中都含有m克纯硫酸，请用代数式表示下列各种情况下a与b的关系．
举例：当a＜56m/98，b＞24m/98时，　 　．
（1）当a＞56m/98，b＞24m/98时，　 　；
（2）当a＜56m/98，b＜24m/98时，　 　．
14．亚硝酸钠NaNO2是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N2。N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3。如图为制取少量NH3的装置（B中浓硫酸的作用是干燥，制取H2的装置已略去）：
（1）C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为 　 　。
（2）反应时N2和H2的最佳质量比是 　 　。如果按此比例进行反应，反应时，D中导管口仍会逸出气泡。（已知NH3极易溶于水），说明逸出气泡的原因：　 　。
15．我国制碱工业的先驱——侯德榜先生，1939年发明了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示：
NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3（晶体），
依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，其中B装置中的试管内是溶有氨气和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。
（1）A装置中所发生反应的化学方程式为 　 　。
C装置中稀硫酸的作用为 　 　。
（2）如表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据（g/100g水）
温度盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4
参照表中数据，请分析B装置中使用冰水的目的是 　 　。
（3）该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在 　 　装置之间（填写字母）连接一个盛有 　 　的洗气装置，其作用是 　 　。
（4）若该校学生进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g，则NaHCO3的产率为 　 　。
16．自然界的钟乳石的化学组成可用通式aCaCO3 bCa（OH）2表示，不同地区的钟乳石通式相同，但a、b取值不同。某地区处于喀斯特地貌早期，当地钟乳石只有两种：X型和Y型。二者通式aCaCO3 bCa（OH）2中，a、b均为不大于2的正整数。
（1）某地质考察队对该地区的钟乳石矿样进行分析。先将分离出的X型矿样溶于足量盐酸中，耗用盐酸溶质的质量与产生二氧化碳气体的质量之比为146：44，则X型钟乳石的化学组成为 　 　，反应的化学方程式可表示为 　 　。
（2）考察队员用同样的方法测出Y型钟乳石的组成成分为2CaCO3 Ca（OH）2。取一定量的Y型矿样平均分成两份，其中一份加足量盐酸，收集到二氧化碳气体17.6克，将另一份加强热使其中的CaCO3、Ca（OH）2均完全分解，则可得到CaO 　 　克。
17．2014年5月21日（2014亚信上海峰会第二日），俄罗斯天然气工业公司（Gazprom）与中国石油天然气集团有限公司最终签署供气协议，协议期限长达30年。将自2018年起，通过“Power of Siberia”天然气管道向中方每年供应380亿立方米天然气。天然气的主要成分是甲烷（CH4），甲烷不仅是一种很好的燃料，而且是一种重要的化工原料。请你根据下列信息回答问题。
（1）甲烷在高温下可以分解为炭黑和氢气，炭黑可用来制造高级油墨。甲烷分解的化学方程式为：CH4C+2H2，进行该反应必须使甲烷处于特别的环境中，你认为此处所指的特别环境是 　 　。
（2）甲烷与氯气（C12）混合后在光照下可以发生下列反应。
光光
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3C1+Cl2CH2Cl2+HCl
光光
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl
常温下，CH3Cl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是液体。CCl4可用于灭火，其原因是 　 　 （选填下列选项的序号）。
A．CCl4是液体 B．CCl4含有Cl元素
C．CCl4中碳元素已经是最高的+4价，最稳定 D．CCl4的相对分子质量最大
（3）把CH3Cl缓慢通入被加热的烧碱溶液中，发生的反应为：CH3Cl+NaOHCH3OH+NaCl+H2O。为了验证该反应的存在，某化学兴趣小组的同学做了下列实验：①把一定量的CH3Cl缓慢通入被稀硝酸酸化的AgNO3溶液中，无白色沉淀产生，CH3C1全部从溶液中逸出。②把一定量CH3Cl缓慢通入被加热的烧碱溶液中，有少部分CH3Cl从溶液中逸出。一段时间后停止加热，待溶液温度降到接近室温后，取少量反应后的混合液于另一试管中，滴加稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，发现有白色沉淀产生。
该实验第①步的目的是 　 　。
实验②中，滴加稀硝酸至溶液呈酸性的原因是 　 　。
三．解答题
18．向Ba（OH）2溶液中先滴加一定量CuSO4溶液，直至沉淀质量为m克，再不断滴加H2SO4溶液。整个过程中，产生沉淀的质量与加入溶液的质量关系如图所示。
（1）a点对应溶液pH 　 　（选填“＞”、“＝”或“＜”）7。
（2）取c点对应的溶液，不断滴加NaOH溶液，观察到的现象是 　 　。
（3）通过计算确定m的值。
19．我国制碱工业的先驱——侯德榜先生，1939年发明了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示：NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3（晶体）依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，A是启普发生器，B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。
（1）A装置中所发生反应的化学方程式为 　 　。C装置中稀硫酸的作用为 　 　。
（2）如表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度（S）数据（g/100g水）
温度S盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
NaCl 35.1 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0
NaHCO3 5.0 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4
参照表中数据，请分析B装置中使用冰水的目的是 　 　。
（3）该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在 　 　装置之间（填写字母）连接一个盛有 　 　的洗气装置，其作用是 　 　。
（4）若该校学生在0℃冰水条件进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为35.1g，实验后过滤、干燥，理论上可得到干燥的NaHCO3晶体的质量为 　 　。（精确到0.1g）
20．有一种石灰石样品的成分是CaCO3和SiO2。课外小组同学将100g盐酸分5次加入到35g石灰石样品中（已知SiO2不与盐酸反应），得到如下部分数据和图象。
次数 第1次 第2次 第3次
加入盐酸的质量/g 20 20 20
剩余固体的质量/g 30 a 20
请计算：
（1）第2次加入盐酸后，a为 　 　g。
（2）10%的CaCl2溶液可作路面保湿剂。欲将第5次实验后的溶液配成10%的CaCl2溶液，可先向此溶液中加入足量的石灰石粉末，完全反应后过滤，这时还需要向滤液中加入水多少克？（假设实验过程中溶液损失忽略不计）
21．将一些氧化铜粉末加入到盛有100克14%的硫酸溶液的容器中，微热至氧化铜全部溶解。再向该蓝色溶液中加入铁粉16.8克，有气泡产生，充分反应后得到气体0.036克；再把容器中混合物过滤、干燥，仍得到固体物质16.8克。求：
（1）最后的固体物质中有多少克铁粉？
（2）原加入的氧化铜质量是多少克？
（3）最后得到的溶液的质量分数是多少？
22．社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息．下面请你根据他们的实验帮助计算回答：
取该厂的某钢样粉末28.36g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．
（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．
（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2gH2的体积为22.4L）
实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
加入钢样粉末的质量/g 2.836 5.672 8.508
生成气体的体积（标准状况）/L 1.12 2.24 2.80
请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数．
（3）若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含m的代数式表示）
23．（1）目前市场上自行车车架材质主要有铝合金、镁合金、碳纤维等几种，镁合金车架的这类自行车着火时不能用泡沫灭火器灭火。这是因为镁在其中发生了化学反应，生成白色固体，同时得到另一黑色物质，请写出该反应的化学方程式　 　，其基本反应类型是　 　。
（2）将20gCuO粉末加入到100g一定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解，生成蓝色溶液，在蓝色溶液中加入ag铁粉、充分反应后，溶液中只有一种溶质。将溶液过滤、洗涤、烘干得到干燥固体物质ag。求所加稀硫酸的溶质质量分数是多少？
24．铝镁合金因密度小、强度高、刚性好等特点，在人类生活中应用广泛。某兴趣小组的同学对编号为①、②的两种铝镁合金样品进行了如下实验。
已知：镁能与酸反应，但不能与碱溶液反应；铝既能与酸反应，又能与氢氧化钠等碱溶液反应，化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，NaAlO2溶液与二氧化碳反应能产生氢氧化铝沉淀，后者经过滤、洗涤、灼烧后生成相应氧化物。
（1）取质量为9a克的样品①和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再向滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，所得固体的质量为9a克。求样品①中铝的质量分数。（保留到0.01）
（2）取不同质量的样品②分别和30g相同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体质量如表所示。
实验序号 a b c
合金质量/mg 510 765 918
气体质量/mg 50 60 60
求：①盐酸中溶质的质量分数。
②合金中铝镁的质量比。
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．实验室用氢气还原mg氧化铜，当大部分固体变红时，停止加热，冷却后，称得残留固体的质量为ng，共用去H2质量wg，此时生成水的质量为（　　）
A． B． C． D．9w
【解答】解：反应中氧化铜失去氧元素的质量＝m g﹣n g＝（m﹣n）g；
含（m﹣n）g氧元素的水的质量＝（m﹣n）g÷×100%＝g；
故选：B。
2．工业上生产印刷线路板及废液处理的过程如图所示。下列分析错误的是（　　）
A．①中参加反应的氯化铁和铜的物质的质量之比为325：64
B．废液中含有两种溶质
C．②中铁粉过量
D．②中有化合反应发生
【解答】解：A、氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的化学方程式及其质量关系：
2FeCl3+Cu＝CuCl2+2FeCl2。
325 64
①中参加反应的氯化铁和铜的物质的质量之比为325：64，该选项正确。
B、废液中含有3种溶质，即过量的氯化铁、反应生成的氯化铜和氯化亚铁，该选项不正确。
C、②中铁粉过量，是因为③中加入了稀盐酸，是为了除去过量的铁，该选项正确。
D、②中有化合反应发生，即铁和过量的氯化铁反应生成氯化亚铁，该选项正确。
故选：B。
3．为测定镁铝合金（不含其它元素）中镁的质量分数。某同学设计了如下实验：称量ag镁铝合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。下列说法错误的是（　　）
A．实验结束后应再次称量剩余固体的质量
B．氧气要保证充足
C．可以用空气代替氧气进行实验
D．实验结束后固体质量大于ag
【解答】解：A、实验结束后应再次称量剩余固体的质量，即称量氧化铝、氧化镁的质量，该选项正确。
B、氧气要保证充足，确保镁和铝完全反应，该选项正确。
C、不能用空气代替氧气进行实验，是因为镁能和空气中的氮气、二氧化碳反应，该选项不正确。
D、实验结束后固体质量大于ag，是因为反应的氧气和镁、铝都转化成氧化镁、氧化铝，该选项正确。
故选：C。
4．Fe、Mg、Al三种金属分别跟稀盐酸充分反应，得到相同质量的氢气，其原因是：①Fe、Mg、Al的质量相等，盐酸足量；②Fe、Mg、Al的质量比是56：24：27，盐酸足量；③Fe、Mg、Al的质量比是28：12：9，盐酸足量；④Fe、Mg、Al均为过量，所用盐酸的质量分数和质量都相同．你认为可能的原因是（　　）
A．③④ B．①② C．①③ D．②③
【解答】解：①因为产生氢气的是盐酸中的氢离子，故参与反应的HCl的质量相等，产生的氢气的质量就相等。故④符合；
②假设Fe、Mg、Al 三种金属分别跟稀盐酸充分反应，得到氢气的质量都是2g，
设参与反应的Fe的质量为x，Mg的质量为y，Al的质量为z，
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑，Mg+2HCl═MgCl2+H2↑，2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑，
56 2 24 2 54 6
x 2g y 2g z 2g
∴＝，，，
解之得：x＝56g，y＝24g，z＝18g，
故Fe、Mg、Al的质量比为：56g：24g：18g＝28：12：9。
故③符合；①②不符合；
故选：A。
5．某溶液中可能含有以下离子中的若干种：Na+、、Ba2+、Cl﹣、、。现取两份200mL溶液进行如下实验：（1）第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68g；（2）第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是（　　）（已知铵根离子和氢氧根离子加热反应，可以生成氨气和水。）
A．一定不存在Ba2+和
B．溶液中的质量为1.2克
C．可能存在Na+
D．一定不存在Cl﹣
【解答】解：（1）第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68g，气体为氨气，其物质的量为＝0.04mol，即原溶液中存在0.04；
（2）第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，得到硫酸钡沉淀质量为2.33g，其物质的量为＝0.01mol，则原溶液中存在0.01，碳酸钡的物质的量为＝0.02mol，原溶液中存在0.02，溶液中的质量为0.02mol×60g/mol＝1.2g，因硫酸根离子、碳酸根离子与钡离子不能共存，一定不含Ba2+，由计算及溶液为电中性可知，阴离子电荷总数大于阳离子电荷总数，则一定存在Na+，而Cl﹣不能确定，由此可知：
A．一定不存在Ba2+，一定存在，故A错误；
B．由上述分析可知，溶液中的质量为1.2克，故B正确；
C．由电荷守恒可知，一定存在Na+，故C错误；
D．由上述分析可知，Cl﹣不能确定，故D错误。
故选：B。
6．取一定质量的CO和CO2的混合气体，通入足量的Ba（OH）2溶液中，充分反应后过滤，发现生成的沉淀和所取的混合气体质量相等，则混合气体中，碳原子与氧原子的个数比为（　　）
A．1：1 B．1：2 C．28：44 D．181：209
【解答】解：氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡沉淀的水，二氧化碳和碳酸钡的质量关系如下，
Ba（OH）2+CO2＝BaCO3↓+H2O
44 197
假设生成的沉淀质量为197g，则CO和CO2的混合气体的质量为197g，其中二氧化碳的质量为44g，那么一氧化碳的质量是为：197g﹣44g＝153g；所以混合气体中，二氧化碳与一氧化碳的分子个数比为：＝28：153，则混合气体中C、O原子个数比为：＝181：209。
故选：D。
7．在已调平的天平两端各放一个等质量的烧杯，向烧杯中各注入质量相等、溶质质量分数也相等的足量稀硫酸．在左边烧杯中投入一定质量的金属X粉末，同时在右边烧杯中投入与X等质量的金属Y粉末．观察到天平的指针先偏向左边，当两种金属完全溶解后，天平的指针偏向右边．则X、Y是下表组合中的（　　）
A B C D
X Mg Zn Zn Fe
Y Fe Mg Fe Zn
A．A B．B C．C D．D
【解答】解：开始时天平的指针先偏向左边，说明天平左边质量减少地较慢，即Y与酸反应比X剧烈，金属Y活动性比X的活动性强；金属Mg、Fe、Zn的活动性从强到弱的顺序为：Mg＞＞Zn＞Fe；最后偏向Y右边，说明到反应结束时左边产生气体较多即等质量金属完全反应Y产生氢气的量小于X；Mg、Fe、Zn的化合价相同，根据氢气质量＝×金属质量，等质量的Mg、Fe、Zn与足量的酸完全反应产生氢气质量从大到小的顺序为：Mg＞Fe＞Zn；综上所述D符合。
故选：D。
8．有一包白色固体，可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种．取样溶于水，有白色沉淀产生；过滤后向沉淀中滴加盐酸，沉淀的量、产生气体的量与加入盐酸体积的关系如图所示．由此推断白色固体中（　　）
A．肯定只存在Na2CO3 B．可能存在Na2SO4
C．肯定不存在BaCl2 D．可能存在NaOH
【解答】解：取少量白色固体溶于足量的水中有白色沉淀产生，在Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中，有白色沉淀生成的是Na2SO4、BaCl2，或Na2CO3、BaCl2；过滤后向沉淀中滴加盐酸，沉淀的量不断减少，最后消失，说明沉淀是碳酸钡，不是硫酸钡；因此该固体中一定有Na2CO3、BaCl2；一定没有硫酸钠；NaOH可能有，也可能没有；因此：
A、该固体中一定有Na2CO3、BaCl2，不能是只含有碳酸钠，故说法错误；
B、一定没有硫酸钠，故说法错误；
C、一定存在氯化钡，故说法错误；
D、可能存在氢氧化钠，故说法正确；
故选：D。
9．在相同条件下，密闭容器中气体分子数与表现出来的压强成正比例关系。若将m克焦炭和n克O2同时放入一个密闭容器中，测得压强为P1。在一定条件下，当容器内物质充分发生反应后，恢复至原温度时，测得压强为P2。若P1＝P2时，则m与n应满足的关系式为（　　）
A．m≤n B．m≥n C．mn D．mn
【解答】解：由题目给出的信息可知，该反应是碳充分燃烧，氧气足量，假设m克焦炭和n克O2恰好完全反应生成二氧化碳；
C+O2CO2
12 32
mg ng
＝
m＝
则碳的质量m≤时，才能在氧气中充分燃烧。
故选：A。
10．已知：同温同压下，相同体积的任何气体所含的分子数都相同．常温下二氧化硫气体和硫化氢气体混合，发生反应生成硫（固态）和水（液态）．现将m个二氧化硫分子和n个硫化氢分子混合，若反应后气体的分子数是反应前的，则m与n的比值为（　　）
A．1：1 B．1：3 C．1：4 D．1：5
【解答】解：根据方程式SO2+2H2S＝2H2O+3S↓可知参加反应的二氧化硫和硫酸氢的分子个数比为：1：2，
A、如果m与n的比值为1；1，假设m是1个分子，n是1个分子，则消耗了0.5个二氧化硫分子，剩余0.5个二氧化硫分子，所以反应后气体的分子数与反应前的分子数比为0.5：2＝1：4，故A错误；
B、如果m与n的比值为1；3，假设m是1个分子，n是3个分子，则消耗了2个硫化氢分子，剩余1个硫化氢分子，所以反应后气体的分子数与反应前的分子数比为1：4，故B错误；
C、如果m与n的比值为1；4，假设m是1个分子，n是4个分子，则消耗了2个硫化氢分子，剩余2个硫化氢分子，所以反应后气体的分子数与反应前的分子数比为2：5，故C错误；
D、如果m与n的比值为1；5，假设m是1个分子，n是5个分子，则消耗了2个硫化氢分子，剩余3个硫化氢分子，所以反应后气体的分子数与反应前的分子数比为3：6＝1：2，故D正确。
故选：D。
11．将稀硫酸加入CuO和Fe粉的混合物中进行反应，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中投入一枚铁钉，片刻后取出铁钉，发现无任何变化。根据上述现象确定下哪个结论是正确的（　　）
A．不溶物一定是Cu
B．不溶物中一定含有Cu、Fe
C．滤液中一定含有FeSO4，但不一定含有CuSO4
D．滤液中一定含有FeSO4，一定不含有CuSO4
【解答】解：此过程中，稀硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水，稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中投入一枚铁钉，片刻后取出铁钉，发现无任何变化，说明溶液中铁将硫酸铜置换完了，说明溶液中溶质只有硫酸亚铁，不溶物中一定含有铜，可能含有铁。
故选：D。
12．在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图象，分析图象得到以下结论中，正确的是（　　）
A．三种金属与酸反应的速率：Mg＞Na＞Zn
B．三种金属的活动性顺序：Na＞Mg＞Zn
C．生成相同质量的氢气消耗金属的质量：Na＞Mg＝Zn
D．同质量的三种金属与足量的酸反应得到氢气的质量：Mg＞Na＞Zn
【解答】解：
A、题目没有体现出反应的速率，所以体现不出三种金属与酸反应的速率。故A错误；
B、题目没有体现出反应的速率，所以体现不出三种金属与酸反应的速率，也就不能体现三者金属的活动性顺序。错误；
C、生成相同质量的氢气消耗金属的质量：Zn＞Na＞Mg，故C错误；
D、同质量的三种金属与足量的酸反应得到氢气的质量：Mg＞Na＞Zn，故D正确。
故选：D。
二．填空题（共1小题）
13．在天平的两个托盘上各放一个盛有等体积、等质量分数的稀硫酸的烧杯，调节天平使其平衡．然后在一个烧杯中加入a克铁粉，在另一个烧杯中加入b克镁粉，充分反应后，天平仍保持平衡．若已知每个烧杯中都含有m克纯硫酸，请用代数式表示下列各种情况下a与b的关系．
举例：当a＜56m/98，b＞24m/98时，　54a/56＝b﹣2m/98　．
（1）当a＞56m/98，b＞24m/98时，　a＝b　；
（2）当a＜56m/98，b＜24m/98时，　81a＝77b　．
【解答】解：由于在天平的两个托盘上各放一个盛有等质量、等质量分数的稀硫酸的烧杯。调节天平使其平衡，然后在其中一个烧杯里加入ag铁粉；在另一个烧杯里加入bg镁粉。充分反应后，天平仍保持平衡，可知，加入的金属的质量和反应产生的氢气的差相等；镁、锌与稀硫酸反应的化学方程式及其反应物、生成物的质量关系分别为：溶液质量增加 溶液质量增加
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑△m Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑△m
56 98 2 54 24 98 2 22
a b
m m
（1）当a＞56m/98，b＞24m/98时，说明铁和镁均过量，所有硫酸完全反应，产生的氢气一样，所以投入的固体质量应该一样，即 a＝b；故答案为：a＝b；
（2）当a＜56m/98，b＜24m/98时，说明铁和镁都不足，完全反应，则天平内溶液增加的质量应相等，即＝，化简得：81a＝77b；故答案为：81a＝77b。
三．实验探究题（共4小题）
14．亚硝酸钠NaNO2是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N2。N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3。如图为制取少量NH3的装置（B中浓硫酸的作用是干燥，制取H2的装置已略去）：
（1）C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为 　N2+3H22NH3　。
（2）反应时N2和H2的最佳质量比是 　14：3　。如果按此比例进行反应，反应时，D中导管口仍会逸出气泡。（已知NH3极易溶于水），说明逸出气泡的原因：　会逸出气泡，这是因为氮气和氢气只是部分化合，仍然有部分氢气和氮气没有反应，通过D时会产生气泡　。
【解答】解：（1）C装置的硬质试管中氮气和氢气反应生成氨气，发生反应的化学方程式为：N2+3H22NH3；
（2）氮气和氢气反应的质量关系为：N2+3H22NH3，
28 6
因此反应时N2和H2的最佳质量比是：28：6＝14：3；
如果按此比例进行反应，反应时，D中导管口会逸出气泡，这是因为氮气和氢气只是部分化合，仍然有部分氢气和氮气没有反应，通过D时会产生气泡。
故答案为：（1）N2+3H22NH3；
（2）14：3；会逸出气泡，这是因为氮气和氢气只是部分化合，仍然有部分氢气和氮气没有反应，通过D时会产生气泡。
15．我国制碱工业的先驱——侯德榜先生，1939年发明了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示：
NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3（晶体），
依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，其中B装置中的试管内是溶有氨气和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。
（1）A装置中所发生反应的化学方程式为 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O　。
C装置中稀硫酸的作用为 　吸收过量的氨气，防止污染环境　。
（2）如表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据（g/100g水）
温度盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4
参照表中数据，请分析B装置中使用冰水的目的是 　温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出　。
（3）该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在 　A与B　装置之间（填写字母）连接一个盛有 　饱和碳酸氢钠溶液　的洗气装置，其作用是 　除去二氧化碳中混合的氯化氢气体　。
（4）若该校学生进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g，则NaHCO3的产率为 　60%　。
【解答】解：（1）碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙和水，所以A装置中所发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；C装置属于尾气处理装置，氨气和硫酸发生中和反应，因此稀硫酸的作用为吸收过量的氨气，防止污染环境；
（2）B装置中的试管内是溶有氨气和氯化钠的饱和溶液，通过二氧化碳气体会发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，依据图示可知，温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小、所以温度越低越有利于碳酸氢钠的晶体的析出；
（3）二氧化碳气体中含有氯化氢气体，通入后和氨气反应不能生成碳酸氢钠，结果没有得到碳酸氢钠晶体；需要在A与B之间加一个用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳气体中的氯化氢气体的洗气装置；
（4）若该校学生进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g，依据化学反应：NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3可知，5.85g氯化钠全部反应生成碳酸氢钠质量为8.4g，实际生成5.04g，所以NaHCO3的产率为×100%＝60%；
故答案为：
（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；吸收过量的氨气，防止污染环境；
（2）温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出；
（3）A与B；饱和碳酸氢钠溶液；除去二氧化碳中混合的氯化氢气体；
（4）60%。
16．自然界的钟乳石的化学组成可用通式aCaCO3 bCa（OH）2表示，不同地区的钟乳石通式相同，但a、b取值不同。某地区处于喀斯特地貌早期，当地钟乳石只有两种：X型和Y型。二者通式aCaCO3 bCa（OH）2中，a、b均为不大于2的正整数。
（1）某地质考察队对该地区的钟乳石矿样进行分析。先将分离出的X型矿样溶于足量盐酸中，耗用盐酸溶质的质量与产生二氧化碳气体的质量之比为146：44，则X型钟乳石的化学组成为 　CaCO3 Ca（OH）2　，反应的化学方程式可表示为 　CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O，Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O或CaCO3 Ca（OH）2+4HCl═2CaCl2+3H2O+CO2↑　。
（2）考察队员用同样的方法测出Y型钟乳石的组成成分为2CaCO3 Ca（OH）2。取一定量的Y型矿样平均分成两份，其中一份加足量盐酸，收集到二氧化碳气体17.6克，将另一份加强热使其中的CaCO3、Ca（OH）2均完全分解，则可得到CaO 　33.6　克。
【解答】解：（1）X型矿样与盐酸反应时，耗用HCl 的质量与产生CO2的质量之比为146：44，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，根据反应的化学方程式，则有
CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
100 73 44
则与氢氧化钙反应的盐酸的量为146﹣73＝73
Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O
74 73
所以X型矿样中碳酸钙与氢氧化钙的分子个数比为1：1，所以其化学组成为CaCO3 Ca（OH）2；
反应的化学方程式可表示为CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O，Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O或CaCO3 Ca（OH）2+4HCl═2CaCl2+3H2O+CO2↑；
（2）设2CaCO3 Ca（OH）2的质量为x。
2CaCO3 Ca（OH）2+6HCl═3CaCl2+4H2O+2CO2↑
274 88
x 17.6g
x＝54.8g
生成可得到CaO的质量为y。
2CaCO3 Ca（OH）23CaO+2CO2↑+H2O
274 168
54.8g y
y＝33.6g。
故答案为：（1）CaCO3 Ca（OH）2；CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O，Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O或CaCO3 Ca（OH）2+4HCl═2CaCl2+3H2O+CO2↑；
（2）33.6。
17．2014年5月21日（2014亚信上海峰会第二日），俄罗斯天然气工业公司（Gazprom）与中国石油天然气集团有限公司最终签署供气协议，协议期限长达30年。将自2018年起，通过“Power of Siberia”天然气管道向中方每年供应380亿立方米天然气。天然气的主要成分是甲烷（CH4），甲烷不仅是一种很好的燃料，而且是一种重要的化工原料。请你根据下列信息回答问题。
（1）甲烷在高温下可以分解为炭黑和氢气，炭黑可用来制造高级油墨。甲烷分解的化学方程式为：CH4C+2H2，进行该反应必须使甲烷处于特别的环境中，你认为此处所指的特别环境是 　隔绝空气条件下高温下加热　。
（2）甲烷与氯气（C12）混合后在光照下可以发生下列反应。
光光
CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3C1+Cl2CH2Cl2+HCl
光光
CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl CHCl3+Cl2CCl4+HCl
常温下，CH3Cl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4都是液体。CCl4可用于灭火，其原因是 　C　 （选填下列选项的序号）。
A．CCl4是液体
B．CCl4含有Cl元素
C．CCl4中碳元素已经是最高的+4价，最稳定
D．CCl4的相对分子质量最大
（3）把CH3Cl缓慢通入被加热的烧碱溶液中，发生的反应为：CH3Cl+NaOHCH3OH+NaCl+H2O。为了验证该反应的存在，某化学兴趣小组的同学做了下列实验：①把一定量的CH3Cl缓慢通入被稀硝酸酸化的AgNO3溶液中，无白色沉淀产生，CH3C1全部从溶液中逸出。②把一定量CH3Cl缓慢通入被加热的烧碱溶液中，有少部分CH3Cl从溶液中逸出。一段时间后停止加热，待溶液温度降到接近室温后，取少量反应后的混合液于另一试管中，滴加稀硝酸至溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，发现有白色沉淀产生。
该实验第①步的目的是 　与实验②形成对比，说明CH3Cl不能提供产生氯化银白色沉淀的Cl﹣　。
实验②中，滴加稀硝酸至溶液呈酸性的原因是 　中和反应后的混合液里过量的NaOH，避免对产生AgCl白色沉淀的干扰　。
【解答】解：（1）在空气中甲烷能够燃烧生成二氧化碳和水，不隔绝空气，甲烷会与氧气反应；所以甲烷在隔绝空气条件下高温下加热分解，才可得到炭黑和氢气；
（2）CCl4中可用于灭火必须是化学性质稳定，不燃烧，覆盖在可燃物表面隔绝了空气；故选C；
（3）该实验第①步的目的是与实验②形成对比，说明CH3Cl不能提供产生氯化银白色沉淀的Cl﹣；
实验②中，滴加稀硝酸至溶液呈酸性的原因是中和反应后的混合液里过的NaOH，避免对产生AgCl白色沉淀的干扰；
故答案为：
（1）隔绝空气条件下高温下加热；
（2）C；
（3）与实验②形成对比，说明CH3Cl不能提供产生氯化银白色沉淀的Cl﹣；中和反应后的混合液里过量的NaOH，避免对产生AgCl白色沉淀的干扰。
四．解答题（共4小题）
18．向Ba（OH）2溶液中先滴加一定量CuSO4溶液，直至沉淀质量为m克，再不断滴加H2SO4溶液。整个过程中，产生沉淀的质量与加入溶液的质量关系如图所示。
（1）a点对应溶液pH 　＞　（选填“＞”、“＝”或“＜”）7。
（2）取c点对应的溶液，不断滴加NaOH溶液，观察到的现象是 　开始无明显现象，后产生蓝色沉淀　。
（3）通过计算确定m的值。
【解答】解：（1）a 点加入稀硫酸继续产生沉淀，说明对应溶液中含有氢氧化钡，氢氧化钡溶液显碱性，pH＞7。
（2）c点对应的溶液中含有硫酸铜 和稀硫酸，不断滴加 NaOH 溶液，氢氧化钠先和稀硫酸反应，后和硫酸铜反应，观察到的现象是开始无明显现象，后产生蓝色沉淀。
（3）设氢氧化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡质量为x，
反应生成氢氧化铜质量：5.64g﹣4.66g＝0.98g，
CuSO4+Ba（OH）2═BaSO4↓+Cu（OH）2↓，
233 98
x 0.98g
＝，
x＝2.33g，
m＝2.33+0.98＝3.31，
故答案为：＞；开始无明显现象，后产生蓝色沉淀，3.31。
19．我国制碱工业的先驱——侯德榜先生，1939年发明了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示：NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3（晶体）依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，A是启普发生器，B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。
（1）A装置中所发生反应的化学方程式为 　CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O　。C装置中稀硫酸的作用为 　吸收过量的氨气，防止污染环境　。
（2）如表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度（S）数据（g/100g水）
温度S盐 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃
NaCl 35.1 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0
NaHCO3 5.0 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4
参照表中数据，请分析B装置中使用冰水的目的是 　温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，有利于碳酸氢钠的晶体的析出　。
（3）该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在 　A与B　装置之间（填写字母）连接一个盛有 　饱和碳酸氢钠溶液　的洗气装置，其作用是 　除去二氧化碳中混合的氯化氢气体　。
（4）若该校学生在0℃冰水条件进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为35.1g，实验后过滤、干燥，理论上可得到干燥的NaHCO3晶体的质量为 　50.4g　。（精确到0.1g）
【解答】解：（1）大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O，C装置属于尾气处理装置，氨气能和稀硫酸发生反应，因此稀硫酸的作用为吸收过量的氨气，防止污染环境；
（2）B装置中的试管内是溶有氨气和氯化钠的饱和溶液，通过二氧化碳气体会发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵，依据图示可知，温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，有利于碳酸氢钠的晶体的析出；
（3）二氧化碳气体中含有氯化氢气体，通入后和氨气反应不能生成碳酸氢钠，结果没有得到碳酸氢钠晶体，需要在A与B之间加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，除去二氧化碳气体中的氯化氢气体；
（4）设理论上可得到干燥的NaHCO3晶体的质量为x，
NH3+CO2+NaCl+H2O＝NH4Cl+NaHCO3
58.5 84
35.1g x
＝
x＝50.4g
即理论上可得到干燥的NaHCO3晶体的质量为50.4g。
故答案为：（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；吸收过量的氨气，防止污染环境；
（2）温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，有利于碳酸氢钠的晶体的析出；
（3）A与B；饱和碳酸氢钠溶液；除去二氧化碳中混合的氯化氢气体；
（4）50.4g。
20．有一种石灰石样品的成分是CaCO3和SiO2。课外小组同学将100g盐酸分5次加入到35g石灰石样品中（已知SiO2不与盐酸反应），得到如下部分数据和图象。
次数 第1次 第2次 第3次
加入盐酸的质量/g 20 20 20
剩余固体的质量/g 30 a 20
请计算：
（1）第2次加入盐酸后，a为 　25　g。
（2）10%的CaCl2溶液可作路面保湿剂。欲将第5次实验后的溶液配成10%的CaCl2溶液，可先向此溶液中加入足量的石灰石粉末，完全反应后过滤，这时还需要向滤液中加入水多少克？（假设实验过程中溶液损失忽略不计）
【解答】解：（1）由图可知，第四次加入盐酸后，产生气体的质量不再变化，说明此时恰好完全反应，由表中数据可知，第一次充分反应后剩余固体的质量为30g，说明只有35g﹣30g＝5g样品参与了反应，第三次充分反应后剩余固体的质量为20g，说明共有35g﹣20g＝15g样品参与了反应，则第二次充分反应时，也有5g样品参与了反应，所以第2次加入盐酸后，a为：30g﹣5g＝25g。
（2）由图可知，每消耗20g盐酸，会消耗5g碳酸钙，所以100g盐酸完全反应消耗25g碳酸钙；
设100g盐酸完全反应后生成氯化钙的质量为x，生成二氧化碳的质量为y。
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 111 44
25g x y
x＝27.75g
y＝11g
则所得氯化钙溶液的质量为：25g+100g﹣11g＝114g；
设还需加水的质量为z。
＝10%
z＝163.5g
答：还需要向滤液中加入水的质量为163.5g。
故答案为：
（1）25；
（2）163.5g。
21．将一些氧化铜粉末加入到盛有100克14%的硫酸溶液的容器中，微热至氧化铜全部溶解。再向该蓝色溶液中加入铁粉16.8克，有气泡产生，充分反应后得到气体0.036克；再把容器中混合物过滤、干燥，仍得到固体物质16.8克。求：
（1）最后的固体物质中有多少克铁粉？
（2）原加入的氧化铜质量是多少克？
（3）最后得到的溶液的质量分数是多少？
【解答】解：（1）氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，硫酸铜和铁会生成硫酸亚铁和铜，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，依据硫酸根离子守恒可知，可以看做加入的铁和硫酸发生了化学反应，
参加反应的铁的质量为m，
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98
m 100g×14%
＝
m＝8g
所以最后的固体物质中有铁粉的质量为16.8g﹣8g＝8.8g；
答：最后的固体物质中铁粉质量为8.8g；
（2）设与硫酸反应的铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y，
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 152 2
x y 0.036g
＝ ＝
x＝1.008g y＝2.736g
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，所以设氧化铜质量为z，生成硫酸亚铁质量为n
Fe﹣﹣CuSO4﹣﹣﹣CuO﹣﹣﹣﹣﹣FeSO4，
56 80 152
8g﹣1.008g z n
＝ ＝
z＝10g n＝19g
答：原加入的氧化铜质量是10g；
（3）最后得到的溶液的质量分数是：×100%≈19.8%
答：最后得到的溶液的质量分数是19.8%。
五．计算题（共3小题）
22．附加题：
社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息．下面请你根据他们的实验帮助计算回答：
取该厂的某钢样粉末28.36g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．
（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．
（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（标准状况下，2gH2的体积为22.4L）
实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
加入钢样粉末的质量/g 2.836 5.672 8.508
生成气体的体积（标准状况）/L 1.12 2.24 2.80
请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数．
（3）若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末，计算反应结束后剩余的固体质量为多少？（用含m的代数式表示）
【解答】解：（1）C+O2CO2 ①
CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O ②
根据方程式①②可得 C﹣CaCO3
设生成3g碳酸钙沉淀需要碳的质量为x，则有
C﹣CaCO3
12 100
x 3g
x＝0.36g
所以28.36g钢样中含有铁的质量为28.36g﹣0.36g＝28g
钢样粉末中铁和碳的质量之比为：28g：0.36g＝700：9
（2）根据表格提供的数据可知，每2.836g钢样粉末能生成氢气1.12L，第三次加入8.508g钢样只生成氢气2.80L，则此时硫酸全部参加反应，钢样有剩余，所以可知50g硫酸共生成氢气2.80L，氢气的质量为：2.80L×＝0.25g，设硫酸的质量分数为y，则有
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
50g×y 0.25g
y＝24.5%
（3）设生成0.25g氢气需要铁的质量为z
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
z 0.25g
z＝7g
含铁7g的钢样中含有碳的质量为：0.09g，
7.09g﹣5.672g＝1.418g
当m＞1.418 g，硫酸全部参加反应，加入的mg钢样生成氢气的体积为2.80L﹣2.24L＝0.56L，所以氢气的质量为0.56L×＝0.05g，设需要铁的质量为a
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
a 0.05g
a＝1.4g
此时mg中参加反应剩余固体质量为：（m﹣1.4）g，同时5.672g钢样中含碳的质量为5.672g×＝0.072g．所以最后得到的固体为（m﹣1.4g）+0.072g＝m﹣1.328g．
当 m≤1.418 g，钢样中的铁全部参加反应，剩余的固体就是钢样中含有的碳，所以剩余固体质量为：（5.672+m）×g
答：（1）此钢样粉末中铁和碳的质量之比为700：9，
（2）硫酸中H2SO4的质量分数为24.5%，
（3）当m＞1.418 g，剩余固体质量为：（m﹣1.328）g；当 m≤1.418 g，剩余固体质量为：（5.672+m）× g．
23．（1）目前市场上自行车车架材质主要有铝合金、镁合金、碳纤维等几种，镁合金车架的这类自行车着火时不能用泡沫灭火器灭火。这是因为镁在其中发生了化学反应，生成白色固体，同时得到另一黑色物质，请写出该反应的化学方程式　2Mg+CO22MgO+C　，其基本反应类型是　置换反应　。
（2）将20gCuO粉末加入到100g一定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解，生成蓝色溶液，在蓝色溶液中加入ag铁粉、充分反应后，溶液中只有一种溶质。将溶液过滤、洗涤、烘干得到干燥固体物质ag。求所加稀硫酸的溶质质量分数是多少？
【解答】解：（1）镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应的化学方程式：2Mg+CO22MgO+C，是置换反应。
故填：2Mg+CO22MgO+C；置换反应。
（2）设与氧化铜反应的硫酸质量为x，与铁反应的硫酸质量为y，生成的硫酸铜质量为z，
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，
80 98 160
20g x z
＝＝，
x＝24.5g，z＝40g，
在蓝色溶液中加入ag铁粉、充分反应后，溶液中只有一种溶质。将溶液过滤、洗涤、烘干得到干燥固体物质ag，说明部分铁和稀硫酸反应，
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，固体质量增大
56 160 64 64﹣56＝8
40g 2g
由于固体质量增大2g，说明和稀硫酸反应的铁的质量是2g，溶液中只有一种溶质，说明稀硫酸恰好完全反应，
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑，
56 98
2g y
＝，
y＝3.5g，
所加稀硫酸的溶质质量分数是：×100%＝28%，
答：所加稀硫酸的溶质质量分数是28%。
24．铝镁合金因密度小、强度高、刚性好等特点，在人类生活中应用广泛。某兴趣小组的同学对编号为①、②的两种铝镁合金样品进行了如下实验。
已知：镁能与酸反应，但不能与碱溶液反应；铝既能与酸反应，又能与氢氧化钠等碱溶液反应，化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，NaAlO2溶液与二氧化碳反应能产生氢氧化铝沉淀，后者经过滤、洗涤、灼烧后生成相应氧化物。
（1）取质量为9a克的样品①和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再向滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，所得固体的质量为9a克。求样品①中铝的质量分数。（保留到0.01）
（2）取不同质量的样品②分别和30g相同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体质量如表所示。
实验序号 a b c
合金质量/mg 510 765 918
气体质量/mg 50 60 60
求：①盐酸中溶质的质量分数。
②合金中铝镁的质量比。
【解答】解：（1）2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，NaAlO2+CO2+2H2O＝NaHCO3+Al（OH）3↓，2Al（OH）3Al2O3+3H2O，最后得到的固体是氧化铝，质量不变，说明氧化铝中氧元素的质量分数等于镁元素的质量分数，即铝元素的质量分数就是氧化铝中铝元素的质量分数，×100%≈52.94%；
（2）①根据表格数据可以看出，30g盐酸最多生成氢气的体积为60mg，即0.06g，设盐酸中溶质质量为x，根据反应前后氢元素的质量守恒，则有：
2HCl﹣﹣H2
73 2
x 0.06g
x＝2.19g
盐酸中溶质的质量分数为：×100%＝7.3%
②根据表格可以看出，第一次的合金全部参加反应，生成的氢气的质量为：50mg，即0.05g，
设镁的质量为x，生成的氢气的质量为a，则铝的质量为0.51g﹣x，生成的氢气的质量为0.05g﹣a
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
24 2
x a
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
0.51g﹣x 0.05g﹣a
解得x＝0.24g，故铝的质量为0.51g﹣0.24g＝0.27g
故铝和镁的质量比为：0.27g：0.24g＝9：8
答：①盐酸中溶质的质量分数为7.3%。
②合金中铝镁的质量比为9：8。
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